江协科技/江科大-51单片机入门教程——P[2-2] LED闪烁P[2-3] LED流水灯

本节实现LED周期闪烁和LED流水灯。

一、LED闪烁

二、LED流水灯

一、LED闪烁

首先来实现让一个 LED 以 1 秒为周期闪烁。下面是具体步骤。

首先，新建一个工程，在外面再次新建一个名为 “2 - 2 led 闪烁” 的文件夹，工程名设为 “project”。然后选择器件，可搜索 “at”，选择Atmel的 89C52，点击 “OK”。启动文件点击否，右键添加新的 C 文件main.c，点击 “add”。

在右侧编写 C 文件代码，先右键添加一个头文件，一般会添加常见的头文件。接着编写主函数 “void main ()”，加上一对花括号，并按 “Tab” 键缩进。

先把上一节点亮一个 LED 的代码 “P2 = 0xfe” 写出来，若要熄灭 LED，则使用 “P2 = 0xff” ，二进制的 8 个 1 表示所有 LED 都不亮。

下面设置一个主循环的死循环 “while (1)”，在这个循环里要实现 LED 的亮灭循环。将点亮和熄灭 LED 的代码放到 “while (1)” 循环中，并注意代码对齐，选中这两行按 “Tab” 键缩进。

编译代码后，每次建工程都要在选项里选择创建 HEX 文件，再次点击编译。

点击打开程序文件，找到 LED 闪烁的程序并下载。此时会发现 LED 始终亮着，只是亮度不是特别亮，这是因为单片机运行速度是兆赫兹等级，每秒能运行 100 万次，亮灭代码执行得特别快，LED 闪烁速度太快，肉眼难以察觉。

为了让 LED 以 1 秒为周期闪烁，需要在亮灭代码执行后分别进行 500 毫秒的延时。

可以使用 STC-ISP 里的软件延时计算器来生成延时代码，选择定时长度为 500 毫秒，同时要注意系统频率，开发板上的晶振是 12 兆赫兹，所以将系统频率改成 12.000 兆赫兹。指令级默认选的 “Y5” 适用于 15 系列，而我们的单片机是 89 系列，要改成 “Y1”，它适用于 89C、89L 等。

void Delay500ms() //@12.000MHz{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 4;j = 205;k = 187;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);}

点击复制代码，在主函数上面粘贴，会生成一个延时子函数。函数左边的返回值 “void” 表示函数执行后没有返回值，括号里若不写传入参数则默认是 “void”。生成的函数里定义了几个变量，通过 “do - while” 循环兜圈子计数来达到延时目的，其中还有个 “nop” 函数。

编译时会出现一个错误，提示 “nop” 没有函数原型，解决办法是添加一个名为 “” 的头文件，该头文件里定义了一些函数，包括 “nop”，它是一个空语句。

再次编译又会出现警告，提示 “未调用段”，意思是定义了 “delay500 毫秒” 子函数但未调用。

在主函数里调用这个子函数，即 “Delay500 ms ();” ，在点亮和熄灭 LED 代码后分别调用。

如下为完整代码：

#include#includevoid Delay500ms() //@12.000MHz{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 4;j = 205;k = 187;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);}void main(){while(1){P2=0xFE; //1111 1110Delay500ms();P2=0xFF; //1111 1111Delay500ms();}}

点击编译，没有错误和警告，将代码下载到单片机，就能看到 LED 以 1 秒为周期闪烁。

二、LED流水灯

有了前两个代码的经验，我们可以完成第三个 LED 流水灯程序。具体步骤如下：

首先，重新建一个工程，点击新建，创建一个名为 “2 - 3 LED 流水灯” 的文件夹，工程名设为 “project”，选择器件 “at89c52”，点击 “OK”。新建并添加新的 C 文件。

接下来复习前两个的代码，先添加头文件，然后编写主函数 “void main ()”，加上一对花括号并回车，按 “Tab” 键缩进，确保括号匹配并在同一列，遇到花括号进行缩进。在主函数里写一个 “while (1)” 循环，添上花括号

把上一个 LED 以 1 秒为周期闪烁的代码写出来，即 “P2 = 0xFE” ，这是点亮第一个 LED，然后进行延时 “Delay 500ms ();”。“Delay 500ms” 函数需要提前定义，在stc-isp选好相关设置后点击 “生成代码”复制代码粘贴过来。代码里的 “nop” 可以删掉（不删更加精确），如果不删则要在上面包含头文件 “” ，这个头文件大小写要求不严格，但标识符大小写区分。

#include#includevoid Delay500ms() //@12.000MHz{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 4;j = 205;k = 187;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);}void main(){while(1){P2=0xFE;//1111 1110Delay500ms();}}

延时之后，复制点亮和延时的两行代码，多次粘贴。原本是 LED 亮灭，现在要实现流水灯效果。第一个 LED 点亮是二进制的 “1111 1110”，第二个是 “1111 1101”，第三个是 “1111 1011” ，以此类推，通过复制粘贴让 “0” 左移，实现流水灯的二进制表示。再将二进制转化为十六进制，如 “1111 1110” 是 “fe”，“1111 1101” 是 “fd” 等，多转化几次就能记住转换方法。

#include#includevoid Delay500ms() //@12.000MHz{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 4;j = 205;k = 187;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);}void main(){while(1){P2=0xFE;//1111 1110Delay500ms();P2=0xFD;//1111 1101Delay500ms();P2=0xFB;//1111 1011Delay500ms();P2=0xF7;//1111 0111Delay500ms();P2=0xEF;//1110 1111Delay500ms();P2=0xDF;//1101 1111Delay500ms();P2=0xBF;//1011 1111Delay500ms();P2=0x7F;//0111 1111Delay500ms();}}

点击编译代码，若下载时发现没有文件，需要在选项的 “output” 里创建 HEX 文件，重新编译后点击下载

重启电源开关，就能看到 LED 以 500 毫秒为间隔向左移动。这里使用的是复制粘贴的方式，如果花样多，可能要复制很多行代码，之后会介绍更高级的操作方式。

第三个 LED 流水灯程序完成后保存。当前程序是以 500 毫秒为变化时间，如果想让流水灯走得更快，以 200 毫秒为变化间隔，就需要重新写延时函数，这会使代码不灵活。为解决这个问题，可以改造代码，让一个函数能根据传入的参数实现不同时长的延时。

重新建立一个名为 “2 - 4 LED 流水灯 plus” 的工程，选择 “at89C52” ，右键添加新的 C 文件。添加头文件，编写主函数基本框架。

把 500 毫秒的延时函数改造成能根据传入参数延时的函数，先生成一个 12 兆和 1 毫秒的延时函数，复制代码粘贴过来。

原本函数括号里没写入口参数，现在要写一个参数，比如 “xms”，并指定变量类型。

单片机在存储和执行代码时，变量运算很重要，需要用 “数据小盒子” 来存储数据。常见的数据类型有：

“int”（整数形）：用 16 位二进制表示一个十进制数字，在单片机系统里是 16 位，在计算机里是 32 位。默认是有符号的 “signed int” ，范围是 - 32768 到 32767；若要表示无符号整数，用 “unsigned int”，表示正整数范围是 0 到 65535。
“long”（长整形）：能表示更大的数，对应的无符号类型是 “unsigned long”。
“float”（单精度浮点型）和 “double”（双精度浮点型）：用于表示小数，使用科学计数法，没有无符号的实形。
“char”（字符型）：有符号的 “char” 和无符号的 “unsigned char”，以 8 位二进制表示数字，范围是 0 到 255，常用于存放字符，也可存数字。

在函数里，将 “xms” 定义为 “unsigned int” 类型的变量。

函数里使用 “while” 循环，判断 “xms” 是否非零，若非零则执行循环内容，每次循环将 “xms” 减 1，减 1 之前进行 1 毫秒的延时。“x 毫秒 = x 毫秒 - 1” 可缩写为 “x 毫秒 --”。

在主函数里调用这个带参数的延时函数，先编译确保代码正确。把上一节的流水灯代码复制粘贴过来，若打开方式有问题，可选择记事本打开。将原来无参数的延时 500 毫秒函数替换成新的带参数函数，如 “delay1ms (500);” ，替换完所有相关代码后编译，在工程选项里勾选 HEX 文件，再次编译并下载代码，重启后能看到 LED 流水灯效果。

完整main.c程序如下

#includevoid Delay1ms(unsigned int xms); //@12.000MHzvoid main(){while(1){P2=0xFE;//1111 1110Delay1ms(1000);P2=0xFD;//1111 1101Delay1ms(1000);P2=0xFB;//1111 1011Delay1ms(100);P2=0xF7;//1111 0111Delay1ms(100);P2=0xEF;//1110 1111Delay1ms(100);P2=0xDF;//1101 1111Delay1ms(100);P2=0xBF;//1011 1111Delay1ms(100);P2=0x7F;//0111 1111Delay1ms(100);}}void Delay1ms(unsigned int xms) //@12.000MHz{unsigned char i, j;while(xms){i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);xms--;}}

使用带参数的子函数更灵活，比如把延时参数改成 100 毫秒，再次编译下载，流水灯就会变快。

还能设置不同的延时长度，如前两个是 1 秒，后面是 100 毫秒，这样就能随心所欲地调节流水灯的延时。